Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 1

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 22 No. 1 2020 83 MATERIAL SCIENCE тическое значение имеют слоистые покрытия типа « металл – интерметаллид », толщина ин - терметаллидной прослойки в которых соизмери - ма либо превышает толщину металлического слоя . Известно , что образование алюминидов титана связано с протеканием диффузионных процессов , для активизации которых была проведена дополнительная термическая обра - ботка покрытий . С целью формирования интерметаллидной прослойки исходные покрытия выдерживали 30 и 120 мин при 630 ° С . Выбор этой температуры обусловлен тем , что алюминий еще не плавится , но при этом скорость прохождения диффузион - ных процессов является близкой к максималь - ной в условиях твердофазной диффузии . При нагреве на поверхности прилегающих друг к другу слоев алюминия и титана начина - ется диффузия , приводящая к образованию но - вой фазы . Посредством световой микроскопии выявлено , что уже после 30 мин выдержки тол - щина интерметаллидной прослойки на границе раздела достигает ~ 2 мкм ( рис . 2, а ). С увели - чением времени выдержки до 2 ч средняя тол - щина прослойки возрастает и достигает ~ 5 мкм ( рис . 2, б ). Рис . 2. Двухслойное покрытие после нагрева до 630 ° С и выдержки 30 мин ( а ) и 2 ч ( б ) Fig. 2. Duplex coating after heating up to 630 ° С and holding 30 min ( a ) and 2 h ( б ) а б Повышение температуры до 660 ° С ( тем - пература плавления алюминия ) также способ - ствует росту толщины слоя интерметаллида . На рис . 3, а показано , что выдержка в течение 30 мин при этой температуре позволяет сформи - ровать слой толщиной до 5,6 мкм . Стоит отметить , что ширина сформированного слоя незначитель - но отличается от ширины слоя , сформированного при температуре 630 ° С и выдержке 2 ч ( рис . 2, б ). Увеличение времени выдержки до 2 ч при 660 ° С позволяет увеличить толщину прослойки в шесть раз ( до 37 мкм ( рис . 3, б )). Частицы титанового слоя , не вступившие в реакцию с алюминием , при нагреве окисляются по границам , и при подготов - ке микрошлифов выкрашиваются . На рис . 4 представлено распределение хи - мических элементов по линии , пересекающей сформировавшуюся прослойку и области приле - гающих к ней алюминиевого и титанового слоев . Видно , что содержание алюминия и титана в прослойке одинаково по всей ее длине . Можно предположить , что прослойка представляет со - бой интерметаллид алюминия и титана . Соглас - но данным микрорентгеноспектрального анали - за ( см . таблицу ) атомное содержание алюминия , равное 71,89 %, свидетельствует об образовании интерметаллида Al 3 Ti. Согласно данным рентгенофазового анали - за фаза Al 3 Ti наблюдается в покрытиях уже после нагрева до 630 ° С и выдержке 30 мин ( рис . 5, б ). С увеличением времени выдержки и температуры нагрева объемная доля интерметаллидной фазы увеличивается . Титана после нагрева до 660 ° С и выдержки 2 ч в покрытии не наблюдается ( рис . 5, д ). При проведении дюрометрических испыта - ний в направлении от верха покрытия к основ - ному металлу установлено , что сформировавша - яся прослойка характеризуется максимальными